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Jun 27, 2023

Matériau d'interface thermique (TIM) de Freudenberg Sealing Technologies utilisé en série

Freudenberg Sealing Technologies a fourni son élastomère de matériau d'interface thermique (TIM) pour une utilisation dans la production en série en grande quantité d'un port de recharge pour véhicules électriques pour un constructeur automobile bien connu. Le

Freudenberg Sealing Technologies a fourni son élastomère de matériau d'interface thermique (TIM) pour une utilisation dans la production en série en grande quantité d'un port de recharge pour véhicules électriques pour un constructeur automobile bien connu. L'élastomère, à la fois conducteur de chaleur et isolant électrique, a été introduit pour la première fois en 2020 en vue d'applications pour les prises de charge, les unités de commande et les batteries des voitures électriques.

Derrière le couvercle du port de charge, le véhicule affiche un connecteur multibroches habituel pour le câble de charge, intégré dans une façade en plastique ordinaire. Ce qui reste invisible, c'est la zone de haute technologie située juste derrière. Voici plusieurs composants dont l'interaction est essentielle pour la gestion thermique du processus de charge : un circuit imprimé avec des capteurs de température et une électronique de mesure et de contrôle pour la gestion de la charge, le tout fixé à l'intérieur d'un boîtier de la taille d'une main.

Le matériau d'interface thermique (TIM) assure la meilleure conductivité thermique possible entre le boîtier et les capteurs : il capte le flux de chaleur à travers les fils de cuivre connectés à la batterie et le transmet aux capteurs de température, favorisant ainsi une accumulation rapide. du contrôle de la charge, y compris la gestion thermique continue de la batterie du véhicule.

Le boîtier en plastique à deux composants présente une géométrie tridimensionnelle complexe, puisque les pôles de connexion de la prise de charge le traversent. Il maintient en place de manière fiable la planche facilement pliée et facilite l'assemblage ; l'unité électronique est clipsée à l'aide de connexions à pression.

L'élastomère permet un contact précis tandis que sa capacité d'isolation électrique protège les composants électroniques sensibles de la tension de charge allant jusqu'à 800 volts. Freudenberg Sealing Technologies fabrique le boîtier avec de l'élastomère injecté et le fournit à un équipementier automobile, qui à son tour produit le module prêt à être installé par le constructeur automobile. Cette dernière l'installe en grand nombre dans les véhicules produits en série.

Ce projet nous convenait parfaitement, car notre matériau est prédestiné à une large gamme d’applications électriques complexes. Avec ses nombreuses qualités, il apporte les bonnes réponses. Un avantage important pour des processus en série efficaces : le matériau élastomère peut être traité par moulage par injection. Cela rend également son utilisation très flexible, car presque toutes les géométries tridimensionnelles sont possibles et, grâce aux propriétés du matériau, adhèrent toujours de manière optimale au support, qu'il soit en plastique ou en métal. Il peut être pulvérisé directement et ne nécessite pas d'apprêt.

Comme tous les plastiques, le silicone est intrinsèquement isolant thermique. Pour le nouveau matériau, il est mélangé à des charges inorganiques qui le rendent thermiquement conducteur. Ces charges sont des composés métalliques spéciaux non conducteurs.

La conductivité thermique du matériau d'interface thermique innovant est de 1,7 à deux watts par mètre Kelvin. A titre de comparaison, la conductivité thermique de l'air est de 0,026. Le processus de fabrication permet de réaliser des composants à parois minces. Selon l'équation thermique de l'équation de Fourier, cela est bon pour la conductivité thermique.

Dans le projet mentionné ci-dessus, l'élastomère situé sous le capteur de température a une épaisseur de seulement 0,8 millimètre.

Nous avons eu de très bonnes expériences avec des épaisseurs comprises entre 0,8 et trois millimètres. Pour des raisons physiques, le transfert de chaleur diminue lorsque les parois sont plus épaisses.

Le matériau atteint une valeur CTI (Comparative Tracking Index) de 600, ce qui le place dans la meilleure classe de protection possible en matière de résistance au suivi. La rigidité diélectrique est supérieure à 10 kilovolts par millimètre. Cela signifie que les tensions d'essai courantes de 2,4 à 4 kilovolts ne poseront pas de problèmes particuliers au matériau. Sa dureté est d'environ 35 Shore A.

Pouvoir utiliser un procédé de moulage par injection est un plus indéniable. Le processus de production spécifique évite l'emprisonnement d'air tant dans l'élastomère que sur les surfaces de contact avec d'autres matériaux. Cela pourrait autrement entraîner des problèmes électriques, tels que des pannes de tension. Le matériau est résistant au feu conformément à la norme UL94 avec classification V0, ce qui le place au niveau de sécurité le plus élevé possible.